package laity.queue;

import java.util.Scanner;

/**
 * @author: Laity
 * @Project: JavaLaity
 * @Package: laity.queue.CircleArrayQueue
 * @Date: 2022年09月19日 13:59
 * @Description: 环形数组队列
 */
public class CircleArrayQueue {
    public static void main(String[] args) {
        System.out.println();
        // 创建一个环形队列
        CircleArray queue = new CircleArray(4);  // 说明设置4，其队列的有效数据最大是3
        char key = ' '; // 接收用户输入
        Scanner scanner = new Scanner(System.in);
        boolean loop = true;
        // 输出一个菜单
        while (loop) {
            System.out.println("s(show): 显示队列");
            System.out.println("e(show): 退出程序");
            System.out.println("a(add): 添加数据到队列");
            System.out.println("g(get): 从队列取出数据");
            System.out.println("h(head): 显示队列头部数据");
            System.out.print("请输入您的选择: ");
            key = scanner.next().charAt(0);  // 接收一个字符

            switch (key) {
                case 's':
                    queue.showQueue();
                    break;
                case 'a':
                    System.out.println("请输入一个数:");
                    int value = scanner.nextInt();
                    queue.addQueue(value);
                    break;
                case 'g':
                    try {
                        int res = queue.getQueue();
                        System.out.printf("取出的数据是：%d\n", res);
                    } catch (Exception e) {
                        System.out.println(e.getMessage());
                    }
                    break;
                case 'h':
                    try {
                        int res = queue.headQueue();
                        System.out.printf("取出的队列头部数据是：%d\n", res);
                    } catch (Exception e) {
                        System.out.println(e.getMessage());
                    }
                    break;
                case 'e':
                    scanner.close();
                    loop = false;
                    break;
            }
        }
        System.out.println("程序退出~");
    }
}

class CircleArray {
    private int maxSize; // 表示数组的最大容量
    // front 的初始值为 0；
    private int front; // 队列头部
    // rear 的初始值为 0；
    private int rear; // 队列尾部
    private int[] arr; // 该数组用于存放数据，模拟队列

    // 创建队列的构造器
    public CircleArray(int arrMaxSize) {
        maxSize = arrMaxSize;
        arr = new int[arrMaxSize];
        front = 0; // 指向队列头部，分析出 front 是指向队列头的前一个位置
        rear = 0;  // 指向队列尾部，指向队列尾的数据（即就是队列最后一个数据）
    }

    // 判断队列是否满
    public boolean isFull() {
        return (rear + 1) % maxSize == front;
    }

    // 判断队列是否为空
    public boolean isEmpty() {
        return rear == front;
    }

    // 添加数据到队列
    public void addQueue(int n) {
        // 判断队列是否满
        if (isFull()) {
            System.out.println("队列满，不能加入数据~");
            return;
        }
        // 直接将数据加入
        arr[rear] = n;
        // 将rear后移，
        rear = (rear + 1) % maxSize;
    }

    // 获取队列的数据，出队列
    public int getQueue() {
        // 判断队列是否为空
        if (isEmpty()) {
            // 通过抛出异常处理
            throw new RuntimeException("队列空，不能取数据");
        }
        // 这里需要分析出 front是指向队列的第一个元素
        // 1.先把front 对应的值保留到一个临时变量
        // 2.将front后移 ， 考虑取模
        // 3.将临时保存的变量返回
        int value = arr[front];
        front = (front + 1) % maxSize;
        return value;
    }

    // 显示队列的所以数据
    public void showQueue() {
        if (isEmpty()) {
            System.out.println("队列空的，没有数据");
            return;
        }
        // 思路，从front开始遍历，遍历多少个元素
        for (int i = front; i < front + size(); i++) {
            System.out.printf("arr[%d]=%d\n", i % maxSize, arr[i % maxSize]);
        }
    }

    // 求出当前队列有效数据的个数
    public int size() {
        return (rear + maxSize - front) % maxSize;
    }

    // 显示队列的头数据，注意不是取出数据
    public int headQueue() {
        if (isEmpty()) {
            throw new RuntimeException("队列空，没有数据");
        }
        return arr[front];
    }
}